1. งานวิจัยที่ Heriot-Watt University (Edinburgh)
การศึกษานี้ดำเนินการโดยนักวิทยาศาสตร์จาก Heriot-Watt University และริเริ่มโดยรัฐบาลอังกฤษ จุดมุ่งหมายของการศึกษานี้คือเพื่อตรวจสอบผลกระทบของเสียงในห้องเรียนที่ไม่ดีต่อนักเรียนและครู
ระเบียบวิธีวิจัย
การศึกษาดำเนินการในห้องเรียน 70 ห้องทั้งโรงเรียนเก่าและโรงเรียนสมัยใหม่ในช่วงสามปีในช่วงปลายทศวรรษ 1990 (การศึกษานี้ได้รับการตีพิมพ์ในปี 2542) จุดสังเกตคือเด็กอายุ 5 ถึง 11 ปีในชั้นเรียนที่มีและไม่มีเพดานอะคูสติก
Ecophon ถูกขอให้เข้าร่วมในการศึกษาและติดตั้งฝ้าเพดานอะคูสติกในห้องเรียนส่วนย่อยเพื่อให้สามารถเปรียบเทียบระหว่างห้องเรียนที่ไม่ผ่านการบำบัดด้วยเสียงและห้องเรียนที่ผ่านการบำบัดแล้ว
นักวิจัยได้วัดระดับเสียงเวลาก้องและความชัดเจนของเสียงพูด พวกเขายังสัมภาษณ์นักเรียนและครูและตรวจสอบพฤติกรรมของพวกเขา
ผล
ผลการวิจัยแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าเพดานอะคูสติกประสิทธิภาพสูงส่งผลดีต่อคุณภาพการศึกษา พวกเขา:
•ลดระดับเสียงพื้นหลัง
•ลดเวลาในการส่งเสียงก้อง
•ปรับปรุงความชัดเจนของเสียงพูด
•สร้างความผาสุก
•ทัศนคติและพฤติกรรมของนักเรียนเปลี่ยนไป
•มีส่วนช่วยในการปรับปรุงคะแนนการทดสอบในห้องเรียนที่ได้รับการบำบัดด้วยเสียง
•สร้างสภาพแวดล้อมการทำงานที่ดีขึ้นสำหรับนักเรียนและครู
นักวิจัยยังพบว่าเสียงรบกวนส่วนใหญ่มาจากแหล่งที่มาภายในห้องเรียน (นักเรียนการระบายอากาศ ฯลฯ) มากกว่าแหล่งภายนอก
ผลลอมบาร์ดย้อนกลับ
สิ่งที่สำคัญอีกประการหนึ่งและในตอนแรกผลกระทบที่ค่อนข้างน่าประหลาดใจคือผลผกผันของลอมบาร์ด ลอมบาร์ดเอฟเฟกต์คือผู้คนมักจะพูดดังขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงดังเพื่อพยายามให้ได้ยิน สิ่งนี้นำไปสู่ระดับเสียงในห้องที่เพิ่มขึ้นทีละน้อย
ผลลอมบาร์ดผกผันทำงานตรงกันข้ามทุกประการ ในห้องที่เงียบสงบผู้คนมักจะพูดเงียบ ๆ มากกว่าเพราะไม่จำเป็นต้องพูดเสียงดังเพื่อให้คนอื่นได้ยิน สิ่งนี้เรียกอีกอย่างว่า "ไลบรารีเอฟเฟกต์"
ในการศึกษา Heriot-Watt ตัวอย่างจากโรงเรียนประถมใน Ratmore แสดงให้เห็นถึงปรากฏการณ์นี้ได้ดี เมื่อเปรียบเทียบระดับเสียงในห้องเรียนที่มีและไม่มีเพดานอะคูสติกซึ่งเด็ก ๆ นั่งเงียบ ๆ ห้องเรียนที่มีเพดานอะคูสติกจะเงียบกว่า 3 เดซิเบล นี่คือสิ่งที่เราคาดหวังจากมุมมองทางเทคนิคล้วนๆ
แต่เมื่อนักเรียนพูดระดับเสียงในห้องเรียนที่จบด้วยเสียงนั้นต่ำกว่าห้องที่ไม่ได้รับการบำบัดถึง 10 เดซิเบล การลดลงของระดับเสียงเพียง 3 dB สามารถอธิบายได้จากการลดลงของระดับเสียงทางกายภาพเนื่องจากการดูดซับโดยเพดานดังนั้นการลดลงที่เหลืออีก 7 เดซิเบลเป็นผลมาจากพฤติกรรมที่เงียบกว่าของนักเรียน ระดับเสียงที่ลดลง 10 เดซิเบลจะรับรู้ได้จากหูซึ่งลดลงครึ่งหนึ่งของระดับเสียงดังนั้นเอฟเฟกต์นี้จึงมีความสำคัญมาก
2. การวิจัยของมหาวิทยาลัยเบรเมน
การวิจัยที่ก้าวล้ำดังต่อไปนี้ดำเนินการโดยผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัยเบรเมน ที่นี่นักวิจัยได้ตรวจสอบผลกระทบของเสียงที่ไม่ดีต่อสภาพแวดล้อมการเรียนการสอนโดยเน้นเพิ่มเติมเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางจิตวิทยาและสรีรวิทยาเช่นระดับความเครียดและความเข้มข้น
การศึกษานี้แบ่งออกเป็นสามส่วนและดำเนินการในช่วงปลายทศวรรษ 1990 และต้นปี 2000 และกลายเป็นการศึกษาภาคสนามที่ใหญ่ที่สุดในวิชาอะคูสติกของโรงเรียนในเวลานั้นโดยครอบคลุมหน่วยการสอน 570 หน่วย, 28 ชั้นเรียนและ 5 โรงเรียน
ระเบียบวิธีวิจัย
เช่นเดียวกับการศึกษาของ Heriot-Watt University การศึกษานี้เป็นไปตามหลักการเปรียบเทียบ A-B แบบคลาสสิกซึ่งรวบรวมข้อมูลในห้องเรียนที่ไม่ผ่านการบำบัดด้วยเสียงและเปรียบเทียบกับข้อมูลที่เกี่ยวข้องในห้องเรียนหลังจากเสร็จสิ้นด้วยเพดานอะคูสติกคลาส A
นักวิจัยได้วัดเสียงในห้องรวมถึงระดับเสียงในห้องเรียนและอัตราการเต้นของหัวใจของครูเพื่อประเมินความสัมพันธ์ระหว่างเสียงระดับเสียงกับวิธีการสอนที่แตกต่างกันและระดับความเข้มข้นและความเครียดของนักเรียนและครู
ผล
ทีมวิจัยพบผลลัพธ์ที่น่าสนใจจำนวนหนึ่ง ผลการศึกษาพบว่ารูปแบบการเรียนการสอนในโรงเรียนเปลี่ยนจากบทเรียนในรูปแบบของการบรรยายโดยที่ครูพูดและเด็ก ๆ ฟังเป็นรูปแบบที่ส่งเสริมให้เด็กสื่อสารและทำงานเป็นคู่และเป็นกลุ่มภายใต้การดูแลของก. ครู. ในห้องเรียนที่ไม่ผ่านการบำบัดด้วยเสียงการเปลี่ยนแปลงรูปแบบการสอนนี้ส่งผลให้ระดับเสียงโดยรวมเพิ่มขึ้น สิ่งนี้ดูเหมือนจะมีเหตุผลเนื่องจากมีคนพูดในระหว่างการทำงานกลุ่มมากกว่าเวลาที่ครูพูดหน้าชั้นเรียน
อย่างไรก็ตามหลังจากประมวลผลชั้นเรียนแล้วระดับเสียงจะลดลงอย่างแท้จริงเมื่อเปลี่ยนชั้นเรียนเป็นการทำงานกลุ่มหรือทำงานเป็นคู่ ระดับเสียงในห้องเรียนต่ำในระหว่างการทำงานเป็นกลุ่มมากกว่าระหว่างการเรียนการสอนแบบบรรยาย นี่เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของผลลอมบาร์ดผกผัน
ความแตกต่างของระดับระหว่างการทำงานกลุ่มในห้องเรียนก่อนและหลังการติดตั้งฝ้าอะคูสติกคือ 13 เดซิเบลซึ่งสูงกว่าการศึกษา Heriot-Watt ด้วยซ้ำ (ดูรูปที่ 1) ประมาณ 10 จาก 13 เดซิเบลนี้เกิดจากผลลอมบาร์ดผกผันและ 3 เดซิเบลเกิดจากการดูดซับคลื่นเสียงโดยเพดานอะคูสติก
โดยรวมแล้วการศึกษาชี้ให้เห็นว่าโรงเรียนที่ต้องการเปลี่ยนจากรูปแบบการเรียนการสอนแบบการบรรยายแบบดั้งเดิมไปเป็นการสอนแบบกลุ่มมากขึ้นสามารถลดระดับเสียงรบกวนในห้องเรียนโดยรวมได้หากห้องเรียนมีเสียง
ความเครียดและความตึงเครียดน้อยลงในเสียงของครู
ข้อค้นพบที่น่าสนใจประการที่สองจากการศึกษาคืออัตราการเต้นของหัวใจของครูตรงกับระดับเสียงในห้องเรียน เมื่อระดับเสียงสูงขึ้นอัตราการเต้นของหัวใจก็จะสูงขึ้นเช่นกัน อัตราการเต้นของหัวใจเป็นตัวบ่งชี้ระดับความเครียดซึ่งหมายความว่านักวิจัยพบความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างระดับเสียงและความเครียด การเปรียบเทียบข้อมูล HR ก่อนและหลังการตั้งค่าเพดานอะคูสติกจะเห็นการปรับปรุงที่ชัดเจน อัตราการเต้นของหัวใจของครูลดลงมากถึง 10 ครั้งต่อนาที
อะคูสติกที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นยังช่วยให้ครูไม่ต้องเครียดกับการได้ยิน
เด็กนักเรียนมีสมาธิดีขึ้น
นักวิจัยยังพบว่าระดับเสียงในห้องเรียนที่ไม่ผ่านการบำบัดเสียงเพิ่มขึ้นตลอดทั้งวัน ระดับเสียงรบกวนในบทเรียนสุดท้ายของวันสูงกว่าในบทเรียนแรกมากกว่าสองเท่า (SPL สูงกว่า 12-13 dB)
เนื่องจากอะคูสติกที่ไม่ดีทำให้เกิดความเหนื่อยล้าและนักเรียนเสียสมาธิในระหว่างวันซึ่งจะทำให้พวกเขามีเสียงดัง (เคลื่อนไหวมากขึ้นกระซิบ ฯลฯ)
ไม่เพียง แต่ระดับเสียงจะลดลงหลังจากติดตั้งฝ้าเพดานอะคูสติกแล้ว แต่ยังคงมีค่าคงที่มากขึ้นหรือน้อยลงตลอดทั้งวันดังแสดงในรูปที่ 3
ดังนั้นจึงสามารถสันนิษฐานได้ว่าระดับเสียงที่ลดลงทำให้นักเรียนมีสมาธิและมีแนวโน้มที่จะถูกรบกวนน้อยลงตลอดทั้งวัน
3. เรียนที่โรงเรียนใน Essex County สหราชอาณาจักร
การศึกษานี้ได้รับมอบหมายจากสภาเขต Essex ในสหราชอาณาจักรเพื่อพิจารณาว่าเสียงของห้องเรียนที่มีความบกพร่องทางการได้ยินจะส่งผลดีต่อนักเรียนและครูที่มีการได้ยินตามปกติหรือไม่
การศึกษานี้ได้ประเมินผลกระทบต่อกระบวนการศึกษาของการบำบัดอะคูสติกในระดับต่างๆของห้องเรียน
ระเบียบวิธีวิจัย
การศึกษาเปรียบเทียบห้องเรียนที่แตกต่างกันสี่ห้องในโรงเรียนมัธยมในเอสเซ็กซ์ ห้องเรียนแรกเป็นห้องควบคุมที่ไม่มีการบำบัดเสียงใด ๆ ห้องเรียนอื่น ๆ อีกสามห้องตรงตามมาตรฐานของสหราชอาณาจักรที่แตกต่างกันสามแบบสำหรับอะคูสติกโรงเรียน
แผ่นหนึ่งติดตั้งฝ้าเพดานแบบแขวนแผ่นพลาสเตอร์แบบเจาะรูซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐานโรงเรียนมัธยม BB93
ในคลาสอื่นเพดานอะคูสติกคลาส A ได้รับการติดตั้งที่มีการดูดซับเสียงที่ดีในช่วงความถี่ตั้งแต่ 500 ถึง 2000 เฮิรตซ์ เกรดนี้เป็นไปตามมาตรฐาน BB93 Hi สำหรับเด็กที่มีความบกพร่องทางการได้ยินในโรงเรียนปกติ
ในห้องเรียนที่สามมีการให้การดูดซับเสียงความถี่ต่ำเพิ่มเติมในช่วง 125-4,000 เฮิรตซ์ สถานที่นี้เป็นไปตามมาตรฐาน BATOD (British Association of Teachers of Hearing Impaired Children) ซึ่งเป็นมาตรฐานที่ใช้ในโรงเรียนพิเศษสำหรับเด็กที่มีความบกพร่องทางการได้ยิน
นักวิจัยได้วัดเวลาการสั่นสะเทือนและระดับเสียงตรวจสอบพฤติกรรมของนักเรียนและครูและสัมภาษณ์นักเรียนครูและผู้ร่วมอภิปราย การศึกษานี้ดำเนินการในรูปแบบของการทดสอบแบบ double-blind ซึ่งไม่มีผู้ตอบแบบสอบถามรายใดทราบว่าในห้องเรียนมีการสร้างสภาพอะคูสติกโดยเฉพาะ
ผล
การวิจัยแสดงให้เห็นความสัมพันธ์อย่างมากระหว่างเสียงที่ดี (เช่นเวลาก้องสั้น ๆ) กับคุณภาพการรับรู้ของสภาพแวดล้อมการเรียนรู้สำหรับทั้งนักเรียนและครู
ครูนักเรียนและกลุ่มนักอะคูสติกเจ้าหน้าที่สภาเขตและผู้เชี่ยวชาญด้านอื่น ๆ กรอกแบบสอบถามเกี่ยวกับเสียงในชั้นเรียนต่างๆและผลการวิจัยแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่ายิ่งการบำบัดเสียงดีขึ้นคะแนนก็จะยิ่งสูงขึ้น (ดูรูปที่ 4 และ 5).
ห้องเรียนมีความโดดเด่นดังต่อไปนี้:
•ไม่มีการบำบัดด้วยอะคูสติกในห้อง MA5;
•มีการติดตั้งฝ้าเพดานแบบแขวนแผ่นยิปซั่มในห้อง Ma1 เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานโรงเรียนมัธยมของสหราชอาณาจักร (BB93);
•เพดานอะคูสติกคลาส A ถูกติดตั้งในห้อง Ma2 โดยมีการปรับปรุงประสิทธิภาพในช่วงความถี่ 500-2000 Hz เมื่อเทียบกับเพดานในห้อง Ma1 ชั้นเรียนนี้เป็นไปตามมาตรฐานสำหรับห้องเรียนสำหรับเด็กที่มีความบกพร่องทางการได้ยินในโรงเรียนกระแสหลัก (BB93 หมวดที่ 6)
•ในห้อง MA3 มีการติดตั้งโซลูชันการดูดซับเสียงที่มีประสิทธิภาพสูงสุดรวมถึงตัวดูดซับความถี่เสียงที่ต่ำซึ่งทำให้ความสามารถในการพูดชัดเจนขึ้น เฟอร์นิเจอร์อะคูสติกระดับคลาสรวมถึงเพดานแขวนดูดซับเสียง Class A พร้อมตัวดูดซับความถี่ต่ำ Extra Bass ที่ติดตั้งเพิ่มเติมในพื้นที่เพดาน
อีกครั้งเกี่ยวกับผลลอมบาร์ดตรงข้าม
การปรับปรุงด้านเสียงที่ชัดเจนในการศึกษาคือระดับเสียงพื้นหลังลดลงอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากเวลาในการสะท้อนกลับสั้นลง การลดเวลาเสียงก้องจาก 1.2 เหลือ 0.8 วินาทีซึ่งเป็นความแตกต่างระหว่างห้องควบคุมที่ไม่ผ่านการบำบัดและห้องเรียนที่มีฝ้าเพดานยิปซั่มจะลดเสียงรบกวนจากพื้นหลังลง 9 เดซิเบล ซึ่งใกล้เคียงกับการรับรู้ความดังครึ่งหนึ่ง
ความแตกต่างของระดับเสียงในคลาสที่ยังไม่ได้ประมวลผลกับคลาสที่มีอะคูสติกที่ดีที่สุด (ซึ่งเวลาก้องคือ 0.3 วินาที) มากกว่า 20 เดซิเบล สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง
จากมุมมองทางเทคนิคล้วนๆการลดเวลาก้องลงครึ่งหนึ่งส่งผลให้สัญญาณรบกวนลดลง 3 เดซิเบลดังนั้นจึงมีเพียงประมาณ 6 dB ของการลดเสียงทั้งหมดเท่านั้นที่สามารถนำมาประกอบกับการลดเสียงทางกายภาพผ่านการดูดซับ ส่วนที่เหลือเกิดจากพฤติกรรมที่เงียบกว่าของนักเรียน อีกครั้งมันตรงกันข้ามกับเอฟเฟกต์ลอมบาร์ดซึ่งกลายเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ระดับเสียงลดลง
รูปที่ 6 แสดงให้เห็นว่าระดับเสียงพื้นหลังได้รับผลกระทบจากเสียงในห้องอย่างไร ระดับเสียงของครูจะลดลงเมื่อเสียงในห้องเรียนดีขึ้น ไม่จำเป็นต้องตะโกนในห้องที่เงียบสงบ
เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะสังเกตว่าเสียงพื้นหลัง (ที่เกิดจากนักเรียน) ลดลงมากกว่าระดับเสียงของครูอย่างมีนัยสำคัญ สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของอัตราส่วนความดังต่อเสียงรบกวน (อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน) 10 dB (จาก 8 เป็น 18 dB) ดังนั้นไม่เพียง แต่ทำให้ห้องเงียบลงเท่านั้น แต่ยังทำให้นักเรียนรับรู้คำพูดของครูได้ง่ายขึ้นอีกด้วย
ควรสังเกตว่าความแตกต่างที่สำคัญระหว่างห้องเรียน 3 (BB93 Hi) และห้องเรียน 4 (BATOD) คือการดูดซับความถี่ต่ำที่ดีกว่า สิ่งนี้แสดงให้เห็นชัดเจนว่าสถานศึกษามีความสำคัญเพียงใด
รายงานผลในเชิงบวกของอะคูสติกที่ดี ได้แก่:
•การแปลเสียงที่ดีขึ้น ครูสามารถระบุได้อย่างง่ายดายว่าใครเป็นต้นเหตุของเสียงดังซึ่งมีส่วนช่วยในการจัดการชั้นเรียนที่ดีขึ้น
•ลดจำนวนการทำซ้ำ
•มีระเบียบวินัยที่ดีขึ้นซึ่งหมายความว่าครูสามารถใช้แนวทางที่ผ่อนคลายมากขึ้นในการจัดการชั้นเรียน
•การทำงานเป็นกลุ่มที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในห้องเรียน
•ลดความเครียดและความตึงเครียดของเส้นเสียงในครู
4. สรุปผลการวิจัย
จากผลการศึกษาทั้งสามชิ้นแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงประโยชน์ของเสียงที่ดีในโรงเรียน:
•การจัดห้องเรียนแบบอะคูสติกช่วยส่งเสริมพฤติกรรมของนักเรียนให้สงบลง ผลลอมบาร์ดผกผันมีความชัดเจนมากในการศึกษาทั้งสามครั้ง
•อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนดีขึ้นและปรับปรุงความชัดเจนของเสียงพูด
•สามารถปรับเปลี่ยนวิธีการสอนเพื่อให้นักเรียนมีส่วนร่วมในการเรียนรู้มากขึ้นผ่านการอภิปรายและการทำงานเป็นกลุ่ม ควรสังเกตว่าการศึกษาของมหาวิทยาลัยเบรเมนแสดงให้เห็นว่าในห้องที่มีอะคูสติกที่ดีระดับเสียงจะต่ำในระหว่างการทำงานเป็นกลุ่มมากกว่าการสอนแบบคลาสสิกแบบบรรยาย
•ครูและนักเรียนมีสภาพแวดล้อมการทำงานที่เงียบขึ้นซึ่งพวกเขารู้สึกสบายใจมากขึ้น
•นักเรียนสามารถรักษาสมาธิได้นานขึ้น
•ผลการเรียนของนักเรียนดีขึ้น
•ระดับความเครียดของครูลดลง
•ครูไม่ควรเปล่งเสียงของพวกเขามากเกินไป
•เด็กที่มีความต้องการพิเศษและครูของพวกเขาต้องการเสียงที่ดีจริงๆ